一、支架受力檢算1.1滿堂腳手架驗算東連接線A0#~A2#,、B0#~B5#采用滿堂支架形式現(xiàn)澆施工,。針對上述7孔現(xiàn)澆梁,以最寬,、最重梁A0#~A2#斷面進行檢算,,以此作為施工指導,。1.1.1 A0#~A2#A0#~A3#箱梁鋼筋總重122.8t、C50混凝土866m3,。A0#~A2#箱梁梁寬12.4m,、高2.25m為變截面,鋼筋重81.8t,、砼量577.4m3,。采用碗扣腳手滿堂支架現(xiàn)澆,竹膠合板作底模和側(cè)模,。 1.1.1.1荷載計算1)砼自重:A0#~A2#箱梁砼總重(砼自重取2.6t/m3 箱梁方量為642m3)共計642×2.6=1669.2t2)施工荷載(模板,、機具、作業(yè)人員)按0.3t/m2計,,共計為:60×12.4×0.3=223.2t總荷載1669.2+223.2=1892.4t,。 1.1.1.2支架設(shè)計計算二、支架設(shè)計根據(jù)設(shè)計圖紙和荷載情況,,初步設(shè)計碗扣支架布置為:中橫梁和端橫梁支架縱,、橫方向、腹板下方立桿的間距均為60×60㎝,,箱梁翼緣板部位立桿間距按照60cm×90cm梅花型布置,,平桿層間距120cm,橫橋向布置3+9+3共15列(中橫梁和端橫梁布置3+13+3共19列),,縱橋向兩墩28m之間布置(6+19+6)31 排,、兩墩30m之間布置(6+27+6)39 排,立桿上下采用可調(diào)絲桿上托和下托,,絲桿上頂托內(nèi)順橋向放置一根15×15cm方木,,縱向方木上橫向擺放10×10cm方木,方木中心間距為28cm,,在方木上釘15mm厚的竹膠板作為現(xiàn)澆箱梁底模,。HB碗扣為Φ48×3.5mm鋼管。立桿,、橫桿承載性能如下表:
1,、荷載分析計算 1)模板荷載: (1)內(nèi)模(包括支撐架):按q=1.2KN/m2考慮。 (2)外模(包括側(cè)模支撐架):按q=1.2KN/m2考慮,。 2)施工荷載: 因施工時面積分布廣,,需要人員及機械設(shè)備不多,按q=1.0KN/m2考慮,。 3)碗扣腳手架及分配梁荷載: 按2#墩最高位置且分布間距為60cm×60cm考慮,,q=3.77KN/m2。 三,、模板受力計算 1)荷載計算 (1)箱梁荷載:砼自重G=577.4×26=15013KN,,偏安全考慮,,取安全系數(shù)r=1.2,以全部重量作用于底板上計算單位面積壓力=15013×1.2÷(8.4×60)=35.75KN/m2 (2)施工荷載:F2=3KN/m2,; (3)振搗混凝土產(chǎn)生的荷載:F3=2KN/m2,; (4)箱梁芯模:F4=1.5KN/m2; (5)竹膠板:F5=0.1KN/m2,; (6)方木:F6=7.5KN/m2,; 2)底模強度計算 箱梁底模采用高強竹膠板,板厚t=15mm,,竹膠板方木背楞間距為280mm,,所以驗算模板強度采用寬b=280mm平面竹膠板。 (1)模板力學性能 彈性模量E=0.1×105MPa,; 截面慣性矩:I=bh3/12=28×1.53/12=7.875cm4,; 截面抵抗矩:W= bh2/6=25×1.52/6=10.6cm3; 截面積:A=bh=28×1.5=42cm2,。 (2)模板受力計算 F=F1+F2+F3+F4 =35.75+3+2+1.5 =42.25KN/m2 q=F×b=42.25×0.28=11.83KN/m (3)跨中最大彎矩: M=qL2/8=11.83×0.282/8=0.116KN·m (4)彎拉應力: σ=M/W=0.116×103/10.6×10-6=10.95MPa<[σ]=11MPa 竹膠板板彎應力滿足要求,。 (5)撓度:從竹膠板下方木背楞布置可知,竹膠板可看做多跨等跨連續(xù)梁,,按三等跨均布荷載作用連續(xù)梁進行計算,,計算公式為: f=0.677qL4/100EI =(0.677×11.83×0.284)/(100×0.1×105×8.44×10-8) =0.58mm<L/400=0.7mm 竹膠板撓度滿足要求。 綜上,,竹膠板受力滿足要求,。 3)橫梁強度計算 橫梁為10×10cm方木,跨徑為0.6m,,中對中間距為0.28m。 截面抵抗矩: W=bh2/6=0.1×0.12/6=1.67×10-4m3 截面慣性矩: Ι=bh3/12=0.1×0.13/12=8.33×10-6m4 作用在橫梁上的均布荷載為: q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.28=(35.75+3+2+1.5+0.1)×0.28=11.858KN/m 跨中最大彎矩: M=qL2/8=11.858×0.62/8=0.53KN·m 落葉松容許抗彎應力:[σ]=14.5MPa,,彈性模量E=11×103MPa,。 橫梁彎拉應力: σ=M/W=0.53×103/1.67×10-4=3.4MPa<[σ]=14.5MPa 橫梁彎拉應力滿足要求。 橫梁撓度: f=5qL4/384EI=(5×11.858×0.64)/(384×11×106×8.33×10-6)=0.2mm<L/400=1.5mm 橫梁撓度滿足要求,。 綜上,,橫梁強度滿足要求。 4)縱梁強度計算 縱梁為15×15cm方木,,跨徑為0.6m,,間距為0.6m。 截面抵抗矩: W=bh2/6=0.15×0.152/6=5.63×10-4m3 截面慣性矩: Ι=bh3/12=0.15×0.153/12=4.22×10-5m4 0.6m長縱梁上承擔2根橫梁的重量為: 0.1×0.1×0.6×7.5×2=0.09KN 橫梁施加在縱梁上的均布荷載為: 0.09÷0.6=0.15KN/m 作用在縱梁上的均布荷載為 q=(F1+F2+F3+F4+F5)×0.6+0.15=(35.75+3+2+1.5+0.1)×0.6+0.15=25.56KN/m 跨中最大彎矩: M=qL2/8=25.56×0.6 2/8=1.16KN·m 落葉松容許抗彎應力:[σ]=14.5MPa,,彈性模量E=11×103MPa,。 縱梁彎拉應力: σ=M/W=1.16×103/5.63×10-4=2.07MPa<[σ]=14.5MPa 縱梁彎拉應力滿足要求。 縱梁撓度: f=5qL4/384EI=(5×25.56×0.64)/(384×11×106×4.22×10-5)=0.09mm<L/400=1.5mm 縱梁撓度滿足要求,。 綜上,,縱梁強度滿足要求,。 四、碗扣立桿受力計算 1)在A-A斷面底腹板位置,,分布荷載q=54.36+1.2+1.2+1.0+3.77=61.53KN/m2 碗扣立桿分布按60cm×60cm,,橫桿層距按120cm考慮,則 單根立桿受力為:N=0.6×0.6×61.53=22.2KN<[N]=30KN 2)在B-B斷面腹板位置,,分布荷載 q=58.76+1.2+1.2+1.0+3.77=65.93KN/m2 碗扣立桿分布按60cm×60cm,,橫桿層距按120cm考慮,則 單根立桿受力為:N=0.6×0.6×65.93=23.84KN<[N]=30KN 在B-B斷面底板和頂板位置,,分布荷載 q=13.27+1.2+1.2+1.0+3.77=20.44KN/m2 碗扣立桿分布按120cm×120cm梅花錯格加密,,橫桿層距按120cm考慮,則 單根立桿受力為:N=0.84×0.84×20.44=14.5KN<[N]=30KN 3)在C-C斷面腹板位置,,分布荷載 q=58.5+1.2+1.2+1.0+3.77=65.67KN/m2 碗扣立桿分布按60cm×60cm,,橫桿層距按120cm考慮,則 單根立桿受力為:N=0.6×0.6×65.67=23.65KN<[N]=30KN 在C-C斷面底板和頂板位置,,分布荷載 q=26.39+1.2+1.2+1.0+3.77=33.56KN/m2 碗扣立桿分布按120cm×120cm梅花錯格加密,,橫桿層距按120cm考慮,則 單根立桿受力為:N= 0.84×0.84×33.56=23.68KN<[N]=30KN 4)翼緣板位置立桿計算 荷載分布:q=7.8+1.2+1.2+1.0+3.77=14.97KN/m2 碗扣立桿分布為120cm×120cm,,橫桿層距按120cm考慮,,則 單根立桿受力為:N=1.2×1.2×14.97=21.56KN<[N]=30 KN 經(jīng)以上計算,立桿均滿足受力要求,。 五,、地基受力計算 由工程地質(zhì)勘察報告,地基容許承載力[N]=100KN 1)墩頂橫隔板位置:因墩頂橫隔板位于蓋梁和墩兩側(cè)承臺處,,鋼管支撐直接傳遞與承臺承受,,地基是可以滿足受力要求的。 2)墩頂腹板加厚段:按B—B斷面計算 由上計算可知,,單根立桿承載力為N=23.84KN,,分布地基受力面積為0.6m×0.6m,則: 地基應力σ=66.3Kpa<[σ]=100 Kpa 3)標準斷面段:按B—B斷面計算 由上計算可知,,單根立桿承載力為N=14.5KN,,分布地基受力面積為0.8m×0.8m,則: 地基應力σ=22.7Kpa<[σ]=100 Kpa 4)翼緣板位置: 由上計算可知,,單根立桿承載力為N=21.56KN,,分布地基受力面積為0.8m×0.8m,則: 地基應力σ=33.7Kpa<[σ]=100 Kpa 六,、腳手架部分支架預留沉落量計算 塑性變形: 腳手架塑性變形主要發(fā)生在結(jié)點處的縫隙壓縮值,,本腳手架各接縫間接縫壓縮值: ① 木木結(jié)點:1.5mm② 木木結(jié)點:1.5mm③ 木鋼結(jié)點:1mm④ 鋼鋼結(jié)點:1mm⑤ 鋼鋼結(jié)點:1mm⑥ 鋼木結(jié)點:1mm⑦ 木土結(jié)點:1mm,結(jié)點壓縮總值Σ=1.5+1.5+1+1+1+1+1=8mm 地基沉降量: 地基沉降與地基土密實程度,、及土基含水率,、及土的天然空隙及土的性質(zhì)有關(guān),,因該橋處地質(zhì)情況沒有詳細資料,故只能估算其值為2mm,,以連續(xù)3天無明顯沉降作為地基沉降完成的標志,,完成后不反彈,屬塑性變形,。 壓桿彈性變形: 壓桿按照最大受力計算,,則N=30KN 取沖擊系數(shù)1.05,E=2.1×105Mpa A=(0.0482-0.0412)π/4=4.9×10-4m2 該項目可略去不計,。 梁體撓度值: 設(shè)計未要求設(shè)置撓度值,。 支架抬高值應由下式計算: Σ=腳手架塑性變形+地基沉降量+梁體撓度值 6.1鋼管貝雷梁支架驗算東引橋S0#~S7#、X0#~X7#,、A9#(B12#)~A12#(B15#),、東連接線A2#~A9#、B5#~B12#采用鋼管樁立柱與貝雷梁組合的支架體系進行現(xiàn)澆施工,。 針對上述梁跨形式,,分別對S線、X線,、A匝道,、B匝道的現(xiàn)澆梁進行受力分析,具體如下: 6.2.1單層現(xiàn)澆梁1,、支架總體布置 單層采用單箱三室結(jié)構(gòu),,現(xiàn)澆梁采用少支架法施工,貝雷梁柱式支架的總體布置見下圖所示,。 鋼管貝雷梁支架結(jié)構(gòu)主要由鋼管立柱,、工字鋼橫梁、貝雷片縱梁,、分配梁組成,。支架結(jié)構(gòu)傳力途徑為:模板-方木-橫梁分配梁-貝雷片縱梁-工字鋼橫梁-鋼管立柱-巖石地基。 2,、荷載計算 箱梁標準截面梁高2.25m,底板寬11.25m,,頂板寬15.25m,。考慮到支架最高達30m,,為簡化計算,,確保安全,假定箱梁縱向為一均布荷載,,跨中橫隔梁按集中荷載考慮,。 施工荷載主要由鋼筋混凝土自重q1,,模板自重q2,貝雷片自重q3,,施工荷載q4構(gòu)成,。鋼筋混凝土密度采用26kN/m3,沖擊系數(shù)取1.1,,箱梁標準截面面積11.14m2,。 截面均布荷載q1=1.1×26×11.14=318.604KN/m; 跨中橫隔梁混凝土體積為10m3,,集中荷載 P=1.1×26×10=260KN,; 模板自重包括竹膠板、方木(內(nèi)模及支架,、外膜)合計取q=2.4KN/m2,,截面均布荷載 q2=2.4×(15.25+2.4×2)=47.52KN/m; 貝雷片每片每延米取1KN/m(包括支撐架等附屬物),貝雷片按18排布置, 截面均布荷載q3=1×18=18KN/m,。 施工荷載取4KN/m2,,頂板寬度15.25m,則截面均布荷載q4=4×15.25=61 KN/m,。 支架承受的截面總荷載q=q1+q2+q3+q4=445.124KN/m,。 3、貝雷梁的布置與驗算 貝雷片采用國產(chǎn)“321”公路鋼橋桁架,縱向根據(jù)箱梁跨度分5跨布置,,44.5m跨度按10.5m+4m+10.6m+4m+10.5m(蓋梁寬3.4m)布置,。橫向截面布置根據(jù)箱梁具體結(jié)構(gòu)布置,每個腹板下采用間距為450mm雙排單層貝雷片,,每個底板下采用間距為900mm雙排單層貝雷片,兩側(cè)翼板下采用間距為900mm雙排單層貝雷片,,見下圖所示。貝雷片縱向每3m上下都用[10號槽鋼作為橫向聯(lián)系,,用U形卡扣扣住,把貝雷片聯(lián)成整體,,使每排貝雷片受力較為均衡。 考慮到截面橫向的不均勻,每一排貝雷片受力情況也不一樣, 兩側(cè)翼板下的貝雷片受力相對較小,。經(jīng)過分析,翼板下貝雷片受力大約為底板下貝雷片所受力的一半,考慮模板,、方木以及橫向聯(lián)系能起到一部分分散荷載作用,所以只取16排貝雷片進行驗算, 并且要求滿足安全系數(shù)在1.3以上,貝雷片整體能承受的最大彎矩[M]=788.2×16/1.3=9700.9kN·m,最大剪力 [Q]=248.2×16/1.3=3054.8kN,。 用力矩分配法可計算出最大彎矩Mmax=4438.32KN·m,,位置在B、C支座處,;最大剪力Qmax=2992.9KN,,位置在B支座左側(cè)和E支座右側(cè),由于Mmax<[M],Qmax<[Q],,貝雷片強度滿足要求,。 因貝雷片每節(jié)結(jié)構(gòu)形式相同,可看作勻質(zhì)梁,,并以簡支梁模型驗算,,最大撓度為: 上式中:0.7m為貝雷梁的半高度,即上下弦桿中心距離的一半,。 貝雷梁撓度滿足要求,。 |
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